DE3831596C2

DE3831596C2 -

Info

Publication number: DE3831596C2
Application number: DE19883831596
Authority: DE
Inventors: Gottfried 5600 Wuppertal De Lehmann
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: LEHMANN, GOTTFRIED, OBERING. (FH), 42369 WUPPERTAL
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1991-08-08
Also published as: DE3831596A1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Bremse gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei hydrodynamischen Bremsen tauchen eine oder mehrere Scheiben in eine Flüssigkeit ein. Zur Erhöhung der Bremswirkung sind die Scheiben und das Gehäuse mit Stiften oder Schaufeln versehen. Es ist bekannt, die Höhe des Flüssigkeitsstandes im Gehäuse durch entsprechendes Versperren der Abflußöffnung einstellbar zu gestalten und somit das auf die Welle ausgeübte Bremsmoment zu verändern.The invention relates to a hydrodynamic brake according to the preamble of Claim 1. One or more dive in hydrodynamic brakes Slices in a liquid. To increase the braking effect are provide the disks and the housing with pins or blades. It is known by the level of the liquid level in the housing appropriate blocking of the drain opening to make adjustable and thus to change the braking torque exerted on the shaft.

Eine hydrodynamische Bremse mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus der US-PS 22 87 130 bekannt.A hydrodynamic brake with the in the preamble of the Features specified claim 1 is from US-PS 22 87 130 known.

Während hierbei lediglich eine Bremsscheibe vorgesehen ist, ist es aus der US-PS 35 98 208 auch bekannt, in dem Gehäuse eine Mehrzahl von mit Durchtrittsöffnungen versehenen Scheiben auf einer gemeinsamen Welle anzuordnen.While only one brake disc is provided here, it is from US-PS 35 98 208 also known in the housing a plurality of panes with through openings on one to arrange common shaft.

Aus DE-PS 16 00 191 ist eine Bremse bekannt, bei der beide Schaufelkränze des Rotors in Drehrichtung vorwärts und die Schaufeln der beiden Statorschaufeln rückwärts schräggestellt sind. Nachteil dieser Bauart ist der konstruktiv komplizierte Aufbau und der damit fertigungstechnische hohe Aufwand. Eine Änderung des Bremsmomentes ist nur in geringem Maße möglich.From DE-PS 16 00 191 a brake is known in which both Blade rings of the rotor in the direction of rotation forward and the blades of the both stator blades are slanted backwards. Disadvantage of this Design is the structurally complicated structure and thus high manufacturing effort. A change in braking torque is only possible to a small extent.

Aus US-PS 10 14 494 ist es bekannt, durch Aneinanderreihung von zwei Bremsen das Bremsmoment zu erhöhen. Nachteil dieser Anordnung ist die nahezu Verdopplung der Baulänge der Bremse in Achsrichtung. Die starren Schaufeln erlauben keine weitere Variation der Bremswirkung.From US-PS 10 14 494 it is known by stringing two Brakes increase the braking torque. The disadvantage of this arrangement is that almost doubling the overall length of the brake in the axial direction. They stare Buckets do not allow any further variation in the braking effect.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydrodynamische Bremse gattungsgemäßer Art zu schaffen, die fertigungstechnisch einfach herstellbar ist, die in einem weiten Bereich der erforderlichen Bremsleistung anpaßbar ist und über beliebige Zeiträume die Bremsleistung konstant hält.The object of the invention is to provide a hydrodynamic brake of the generic type To create type that is easy to manufacture, the in is adaptable to a wide range of the required braking power and keeps the braking power constant over any period of time.

Die Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. ln den weiteren Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen der Bremse dargelegt. The task is solved by the in the characteristic part of the Features specified claim 1. ln the rest Advantageous designs of the brake are set out in patent claims.

Im Gehäuseinneren sind dem Kopf- bzw. Fußende der Statorscheibe zugewandt Wasseraustrittsöffnungen vorgesehen. Durch diese Öffnungen wird Flüssigkeit auf den Bremsrotor mit Druck gespritzt. Zur Erhöhung der kinetischen Energie sind in den Öffnungen Düsen vorgesehen. Zur weiteren Erhöhung der Bremsleistung ist die Spritzrichtung der Düsen der Drehrichtung des Bremsrotors entgegengesetzt einstellbar.Inside the housing face the head or foot end of the stator disk Water outlet openings provided. Through these openings Liquid sprayed onto the brake rotor with pressure. To Increases in the kinetic energy are nozzles in the openings intended. To further increase the braking power, the Spray direction of the nozzles opposite to the direction of rotation of the brake rotor adjustable.

Die Flüssigkeit - im Regelfall Wasser - wird über eine Pumpstation der Bremse zugefördert und ist sowohl im Druck, in der Menge wie in der Temperatur einstellbar. Insbesondere durch die Einflußnahme auf die Temperatur ist es möglich, über einen beliebig langen Zeitraum die Leistung der hydraulischen Bremse konstant zu halten. Durch die Benutzung einer Flüssigkeit als Kühlmedium und als Erzeuger der Bewegungsenergie kann eine hohe Leistungsdichte der hydraulischen Bremse erreicht werden. Durch den Einsatz von flüssigen Medien tritt, abgesehen von Kavitation, kein Verschleiß auf.The liquid - usually water - is pumped through a Brake fed and is both in the pressure, in the amount as in the Temperature adjustable. In particular by influencing the It is possible to control the temperature for any length of time Keep the hydraulic brake power constant. Through the Use of a liquid as a cooling medium and as a generator of Kinetic energy can be a high power density of the hydraulic Brake can be reached. Through the use of liquid media, apart from cavitation, no wear and tear on.

Die eingesetzten Scheiben als Bremsrotoren sind fertigungstechnisch einfache Teile. Die Scheiben können beliebige Öffnungsformen aufweisen. In fertigungstechnisch einfacher Form werden Bohrungen vorgeschlagen. Die Bohrungen liegen dabei auf konstanten Kreisumfängen, wobei die größeren Bohrungen auf den Kreisumfängen mit größeren Radien angeordnet sind. Die Scheibe des Bremsrotors weist dabei eine freie Lochfläche von über 70% auf. The discs used as brake rotors are production-related simple parts. The panes can have any shape of opening. Bores are proposed in a form that is simple in terms of production technology. The holes are on constant circumferences, the larger holes arranged on the circumferences with larger radii are. The disc of the brake rotor has a free perforated area of over 70%.

Zur Erhöhung der Bremswirkung sind die Gehäuseinnenflächen mit Vertiefungen versehen. ln vorteilhafter Weise werden diese Vertiefungen durch in flache Scheiben eingebrachte Bohrungen gebildet. Die Löcher dieser Statorscheiben korrespondieren mit den Düsen des Gehäuses. Die Statorscheiben sind auswechselbar und durch Variation der freien Lochfläche sowie der Scheibendicke an die erforderliche Bremsleistung anpaßbar.To increase the braking effect, the inner surfaces of the housing are included Provide depressions. Advantageously, these depressions formed by holes drilled in flat disks. The holes these stator disks correspond to the nozzles of the housing. The Stator disks are interchangeable and by varying the free ones Perforated area and the disc thickness to the required braking power customizable.

Durch die Rotation des Bremsrotors wird die Flüssigkeit zum zylindrischen Teil des Gehäuseinnenraumes gefördert. lm Gehäuse sind an dieser Stelle Abflußöffnungen vorgesehen. Zur Verstärkung der Bremswirkung der bewegten Flüssigkeit ist am zylindrischen Teil des Gehäuseinnenmantels ein Turbulenzring angeordnet. Der Turbulenzring ist als Lochband ausgebildet mit einer freien Lochfläche von über 70%.The rotation of the brake rotor turns the fluid into cylindrical part of the housing interior promoted. ln the case are on drainage openings are provided at this point. To reinforce the Braking action of the moving liquid is on the cylindrical part of the A turbulence ring is arranged inside the housing. The turbulence ring is designed as a perforated tape with a free perforated area of over 70%.

Das Gehäuse weist senkrecht zur Mittenachse eine Trennfuge auf. Nach dem sogenannten Baukastenprinzip sind gleichartige Bauteile vorgesehen, die eine stufenweise Erweiterung des Bremsgehäuses ermöglichen. Beim Einsatz von mehr als einem Bremsrotor werden je nach Bedarf Statorflansche zwischen dem Kopf- und Fußteil des Gehäuses angeordnet. Die Statorflansche weisen Zuführungen und Düsen auf, durch die nach beiden Seiten auf die Bremsrotoren die Flüssigkeit gespritzt werden kann. Durch die baukastenmäßige Zusammensteckbarkeit beliebig vieler Rotoren und Statoren ist ein weites Bremsleistungsfeld abdeckbar. Da innerhalb einer Stufe Flüssigkeitsdruck und -menge sowie Temperatur veränderbar sind, ist die erfindungsgemäße hydraulische Bremse ab einer bestimmten Untergrenze auf eine beliebige Bremsleistung einstellbar. The housing has a parting line perpendicular to the center axis. To The so-called modular principle provides similar components, which allow a gradual expansion of the brake housing. At the Use of more than one brake rotor will be required as needed Stator flanges arranged between the head and foot of the housing. The stator flanges have feeders and nozzles through which the liquid is sprayed on both sides of the brake rotors can. Any number of modules can be plugged together A wide braking power field can be covered for rotors and stators. There liquid pressure and quantity as well as temperature within one step are variable, the hydraulic brake according to the invention is from one certain lower limit adjustable to any braking power.

In folgenden Figuren ist ein Beispiel der Erfindung dargelegt. Es zeigt:An example of the invention is set forth in the following figures. It shows:

Fig. 1 eine einstufige hydrodynamische Bremse, Fig. 1 is a single-stage hydrodynamic brake

Fig. 2 eine zweistufige hydrodynamische Bremse, Fig. 2 is a two-stage hydrodynamic brake

Fig. 3 den Bremsrotor, Fig. 3 shows the brake rotor,

Fig. 4 den Stator-Zentrierflansch, Fig. 4 shows the stator locating flange,

Fig. 5 die Statorscheibe, Fig. 5, the stator,

Fig. 6 den Turbulenzring. Fig. 6 shows the turbulence ring.

Die Fig. 1 und 2 zeigen auf der Welle 30 angeordnete Bremsrotoren 20 mit den Durchtritten 21. Der Bremsrotor 20 und ein Abschnitt der Welle 30 werden umhüllt vom Gehäuse 10. Das Gehäuse 10 besitzt einen Innenmantel 15, vor dem eine Statorscheibe 16 angeordnet ist. Im Innenmantel 15 sind Öffnungen 12 vorgesehen, die in Vertiefungen 19 münden. Die Öffnungen 12 stehen mit Bohrungen in Verbindung, durch die flüssige Medien zum Gehäuseinnenraum 14 zuführbar und von diesem wegführbar sind. Vor der Abflußöffnung 13 ist ein Turbulenzring 17 angeordnet. Figs. 1 and 2 show on the shaft 30 arranged brake rotors 20 to the passages 21st The brake rotor 20 and a section of the shaft 30 are enveloped by the housing 10 . The housing 10 has an inner jacket 15 , in front of which a stator disk 16 is arranged. Openings 12 are provided in the inner jacket 15 and open into recesses 19 . The openings 12 are connected to bores through which liquid media can be supplied to the housing interior 14 and can be guided away from the latter. A turbulence ring 17 is arranged in front of the discharge opening 13 .

In Fig. 2 ist der Aufbau einer mehrstufigen Bremse dargestellt, in der vorliegenden Figur eine zweistufige Bremse. Zwischen den Bremsrotoren 20 ist ein Statorflansch 40 mit der senkrecht zur Mittenachse 31 weisenden Sackbohrung 42 angeordnet. Mit der Sackbohrung 42 stehen im Außenmantel 43 vorgesehene axiale Durchtritte 41 in Verbindung.In FIG. 2, the construction of a multi-stage brake is shown in the present figure, a two-stage brake. A stator flange 40 with the blind bore 42 pointing perpendicular to the central axis 31 is arranged between the brake rotors 20 . Axial passages 41 provided in the outer jacket 43 are connected to the blind bore 42 .

Am Gehäuse 10 ist zur baukastenartigen Zusammenfügung eine Trennfuge 18 vorgesehen.A separation joint 18 is provided on the housing 10 for modular assembly.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Bremsrotors 20 mit den Durchtritten 21, hier den Bohrungen 22. Die Bohrungen 21, 22 sind auf von der Mittenachse 31 ausgehenden radialen Strahlen 23 und auf Kreisumfängen 24 angeordnet. FIG. 3 shows a section of the brake rotor 20 with the passages 21, in this case the bores 22. The bores 21 , 22 are arranged on radial rays 23 emanating from the central axis 31 and on circumferences 24 of the circle.

In der Fig. 4 ist ein Statorflansch 40 dargestellt. Im Außenmantel 43 sind axiale Bohrungen 41 vorgesehen, die mit der Sackbohrung 42 in Verbindung stehen.In FIG. 4, a stator flange 40 is shown. Axial bores 41 are provided in the outer jacket 43 and are connected to the blind bore 42 .

Die Fig. 5 zeigt die Statorscheibe 16 mit den Vertiefungen 19. FIG. 5 shows the stator 16 with the cavities 19.

Die Fig. 6 zeigt den Turbulenzring 17, der als mit Bohrungen versehenes Band ausgebildet ist. Fig. 6 shows the turbulence ring 17 , which is designed as a band provided with holes.

Claims

1.Hydodynamic brake, in particular for dynamometers, with a closed, double-walled housing filled with hydraulic media, which can be joined together at a joint perpendicular to the central axis and on the inner surface of which openings are provided through which the hydraulic medium can be supplied to and removed from the housing interior and with at least one brake rotor arranged on a shaft, designed as a disk and having axial passages, and with media inflow and outflow elements, characterized in that on at least one side of the inner casing ( 15 ) there is a separate stator disk ( 16 ) with the openings ( 12 ) aligned holes ( 19 ) is provided.

2. Hydrodynamic brake according to claim 1, characterized in that in the housing interior ( 14 ) concentric to the central axis ( 31 ) on the housing inner casing ( 15 ), a turbulence ring ( 17 ) is arranged.

3. Hydrodynamic brake according to claim 2, characterized in that the turbulence ring ( 17 ) is perforated and has a free area with a share of 70 to 80%.

4. A hydrodynamic brake according to claim 1, characterized in that in the plane of the parting line ( 18 ) between two brake rotor disks ( 20 ) a stator flange ( 40 ) is provided, in which to bypass the hydraulic medium from the outer jacket ( 43 ) to the shaft ( 30 ) facing blind bores ( 42 ) are provided which are connected to axial openings ( 41 ).

5. Hydrodynamic brake according to claim 4, characterized in that on the outer sides ( 43 ) of the stator flange ( 40 ) separate stator disks with the openings ( 41 ) aligned bores ( 19 ) are provided.

6. Hydrodynamic brake according to claim 1, characterized in that the free bore area to the total area of the brake rotor disks ( 20 ) has a share of 70 to 90%.

7. Hydrodynamic brake according to one of the preceding claims, characterized in that in the openings ( 12, 41 ) nozzles can be introduced.

8. Hydrodynamic brake according to claim 7, characterized in that the nozzles ( 12, 41 ) are arranged on a lateral plane coaxial to the central axis ( 32 ) at an angle not equal to 90 degrees to the direction of rotation of the brake rotor disks ( 20 ).